Question

NaBH₄/H₂O₂燃料電池（DBFC）的結構如圖所示，回答下列問題：

（1）電極B材料中包含MnO₂層，其中最有可能的作用是

 

．
（2）電池負極的電極反應為

 

，當電池工作時，負極的堿性

 

（填“增強”或“減弱”）．
（3）電池工作時，Na⁺向

 

（填“正”或“負”）極區(qū)遷移．
（4）在電池反應中，每消耗1L 6mol?L^-1 H₂O₂溶液，理論上流過電路中的電子為

 

個．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學專題

分析：以硼氫化合物NaBH₄（B元素的化合價為+3價）和H₂O₂作原料的燃料電池，電解質溶液呈堿性，由工作原理裝置圖可知，負極發(fā)生氧化反應，電極反應式為BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O，正極H₂O₂發(fā)生還原反應，得到電子被還原生成OH^-，電極反應式為H₂O₂+2e^-=2OH^-，結合原電池的工作原理和解答該題．

解答： 解：（1）電極B電極材料為MnO₂，H₂O₂在電極B上得電子發(fā)生還原反應，則MnO₂電極為正極，同時MnO₂是雙氧水分解的催化劑，故答案為：雙氧水分解的催化劑；
（2）負極發(fā)生氧化反應生成BO₂^-，電極反應式為BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O，堿性減弱，故答案為：BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O；減弱；
（3）原電池工作時，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，則Na⁺向正極區(qū)遷移，故答案為：正；
（4）正極電極反應式為H₂O₂+2e^-=2OH^-，轉移6mol電子時，消耗3molH₂O₂，則每消耗1L 6mol?L^-1 H₂O₂溶液即6molH₂O₂，理論上流過電路中的電子為12×6.02×10²³個；故答案為：12×6.02×10²³．

點評：本題考查原電池工作原理，涉及電極判斷與電極反應式書寫等問題，做題時注意從氧化還原的角度判斷原電池的正負極以及電極方程式的書寫，本題中難點和易錯點為電極方程式的書寫．